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2023 Fiscal Year Research-status Report

Study on the generalized Ramanujan-Nagell equations

Research Project

Project/Area Number 22K03271
Research InstitutionOita University

Principal Investigator

寺井 伸浩  大分大学, 理工学部, 教授 (00236978)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
KeywordsRamanujan-Nagell方程式 / 一般化されたFermat方程式 / Jesmanowicz予想 / Baker理論
Outline of Annual Research Achievements

指数型不定方程式論において, ピタゴラス数に関するJesmanowicz予想は有名である.これは a^2 + b^2 = c^2 を満たす正の整数とするとき, 不定方程式 a^x+b^y=c^z はただ一つの正の整数解 (x,y,z)=(2,2,2) をもつという予想である. この予想の類似として, 一般化されたRamanujan-Nagell方程式 x^2 + b^m = c^n (GRN) や a^x+b^y=c^z (EXP) が自明な解以外の解をもつかどうかを考える. ただし, a,b,c,p,q,rは a^p + b^q = c^r (*)を満たす正の整数である.(GRN)に関しては, (*)が (c-1)^2 + (4c)^1 = (c+1)^2 の関係を満たすとき, いくつかの条件の下で自明な解しかもたないことを示し, 査読論文(Indian Journal of Pure and Applied Math., 54(2023))を出版した. (EXP)については, aまたはcが2に等しいとき,いくつかの条件の下で自明な解しかもたないことを示し, 査読論文(Bull. Australian Math. Soc. Math., 107(2023))を出版した. これらの話題は「Ramanujanと関係する指数型不定方程式」という題目で第15回福岡数論研究集会(於 九州大学; 2023年9月13日)において講演した.

2023大分宮崎整数論研究集会(於宮崎大学教育学部;2023年9月15日-2023年9月17日)を世話人として主催した. 不定方程式論, 多重ゼーター関数, 代数的整数論, 解析的整数論,表現論に関する素晴らしい講演が行われ, 若い大学院生を含めて多くの出席者があった. 各講演について活発な質疑応答があり, 整数論の研究者と有意義な意見交換ができた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

Jesmanowicz予想の類似として, 一般化されたRamanujan-Nagell方程式 x^2 + (4c)^m = (c+1)^n (GRN) が自明な解以外の解をもつかどうかをInt. Math. Forum 17(2022) において考え, c=5,7,309のとき(GRN)が例外的解をもつことを予想した. この論文では, pがある合同条件を満たす素数とし, c=p^r, p^r-1, 2p^r, 4p^rのとき, 予想が正しいことを確かめた. 今回のIndian J. of Pure and Applied Math. 54(2023)の論文では, これらの結果を大幅に拡張できた. その証明は, Lehmer numbers の primitive divisor に関するBHVの定理や一般化されたFermat方程式に関するいくつかの深い結果による. これらの話題は「いろいろな指数型不定方程式の解の個数」という題目で数理情報科学さくらセミナー2024(於 鹿児島大学理学部) において講演した.

Strategy for Future Research Activity

b,c を互いに素な1より大きな正の整数とするとき, 一般化されたRamanujan-Nagell方程式 x^2 + b^m = c^n (GRN) は, x^2 + 7^m = 2^n, x^2 + 2^m = 3^n を除いて, 高々3個の正の整数解 (x,m,n) をもつことが予想されている. 今後は, repdigit数を含む(GRN)を研究したい. k番目のrepdigit数は R_k=a*(10^k-1)/9 で定義される. ここで, aは1≦a≦9となる整数である. このとき, 一般化されたRamanujan-Nagell方程式 x^2 ± a* R_m = 2^n (*)は, aの値により解をもったりもたなかったりする. まず, MAGMAにより(*)の解を数値実験で求め, 解(x,a,m,n)に関する予想を提起する. 初等的方法, 一般化されたRamanujan-Nagell方程式に関するいろいろな結果, Bennettによる解の評価等を用いて,(*)の解を完全に決定したい.

Causes of Carryover

コロナ禍・体調不良等で予定通りに出張できなかったために, 旅費を全額は消化できなかった. 次年度に旅費・謝金として使用したい.

  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 2 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Journal Article] A note on the number of solutions of ternary purely exponential Diophantine equations2023

    • Author(s)
      Yasutsugu Fujita, Maohua Le, Nobuhiro Terai
    • Journal Title

      Bull. Australian Math. Soc.

      Volume: 107 Pages: 53 - 65

    • DOI

      10.1017/S0004972722000508

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A note on the ternary purely exponential Diophantine equation f^x+(f+g)^y=g^z2023

    • Author(s)
      Yasutsugu Fujita, Maohua Le, Nobuhiro Terai
    • Journal Title

      Tsukuba J. Math.

      Volume: 47 Pages: 113 - 123

    • DOI

      10.21099/tkbjm/20234701113

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A note on the solution to the generalized Ramanujan-Nagell equation x^2 + (4c)^y = (c + 1)^z2023

    • Author(s)
      Yasutsugu Fujita, Maohua Le, Nobuhiro Terai
    • Journal Title

      Indian Journal of Pure and Applied Math.

      Volume: 54 Pages: 1145 - 1157

    • DOI

      10.1007/s13226-022-00328-4

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] いろいろな指数型不定方程式の解の個数2024

    • Author(s)
      寺井 伸浩
    • Organizer
      数理情報科学さくらセミナー2024 (於 鹿児島大学理学部)
    • Invited
  • [Presentation] Ramanujanと関係する指数型不定方程式2023

    • Author(s)
      寺井 伸浩
    • Organizer
      第15回福岡数論研究集会 (於 立命館アジア太平洋大学)
    • Invited
  • [Funded Workshop] 2023大分宮崎整数論研究集会2023

URL: 

Published: 2024-12-25  

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